摘要：随着第四代光源衍射极限环的发展,束流发射度越来越小,四极磁铁的磁场梯度要求越来越高。高梯度四极磁铁的研制已成为衍射极限环发展的关键元件之一。四极磁铁的磁场梯度取决于磁铁孔径、安匝数和磁效率。对于高饱和的高梯度四极磁铁,提高磁效率成为一种提高磁场梯度的可靠方案。本文设计了一种新型磁路来提高磁效率,从而提升四极磁铁的磁场梯度。应用该新型磁路设计了一台梯度大于100 T·m^(−1)的高梯度四极磁铁,并通过Poisson程序和Opera软件进行二维和三维模拟计算,验证其可行性和有效性。

摘要：图像异常检测是计算机视觉领域的一个热门研究课题,其目标是在不使用真实异常样本的情况下,利用现有的正常样本构建模型以检测可能出现的各种异常图像,在工业外观缺陷检测、医学图像分析、高光谱图像处理等领域有较高的研究意义和应用价值.本文首先介绍了异常的定义以及常见的异常类型.然后,本文根据在模型构建过程中有无神经网络的参与,将图像异常检测方法分为基于传统方法和基于深度学习两大类型,并分别对相应的检测方法的设计思路、优点和局限性进行了综述与分析.其次,梳理了图像异常检测任务中面临的主要挑战.最后,对该领域未来可能的研究方向进行了展望.

摘要：针对新一代光电吊舱对轻小型长焦距高清红外变焦成像系统的迫切需求,采用分辨率为1280×1024、像元尺寸为15μm大面阵中波制冷红外探测器,设计了一款变倍比为48、焦距范围为25~1200 mm的中波红外连续变焦光学系统。为了实现小型化设计,采用二次成像、正组机械补偿、平滑换根、结合后组温阑切换变F数,以及光路巧妙折转的设计思路及方法,在保证100%冷阑效率的同时,实现了红外变焦系统的大变倍比与小型化设计。结果表明,该光学系统在-40℃~+60℃温度范围内具有良好的成像质量,且光学最大口径为230 mm,光学总长仅为350 mm,该系统具有结构紧凑、变倍比大、焦距长、分辨率高、成像质量良好等优点,可满足新一代红外成像系统的要求。

摘要：快速轨道反馈(Fast Orbital Feedback,FOFB)系统是影响高能同步辐射光源(High Energy Photon Source,HEPS)轨道稳定性的重要因素之一,在设计时应尽可能提高FOFB系统的有效反馈带宽。基于该需求,为HEPS的FOFB系统设计了两层环路集中计算式的系统网络拓扑结构,并在此基础上设计完成了FOFB系统信号传输链路的可编程阵列逻辑(Field Programmable Gate Array,FPGA)固件算法逻辑,内容包括束流位置获取、环路数据传输、FOFB算法、电源控制接口以及系统测试等多个部分。经实验室测试验证,当前结构下的FOFB系统总延迟时间约为140μs,满足HEPS装置对FOFB系统有效反馈带宽的需求。

摘要：静止轨道快速成像仪(GHI)是风云四号B星(FY-4B)的主要有效载荷之一。针对该仪器长波红外波段的大视场、高空间分辨率等特点,提出了相应的发射前辐射定标和表征方法。建立了一套定标系统装置,实现了长波红外波段的发射前辐射定标,定标不确定度优于0.67 K@300 K。测量并研究了长波红外波段的空间噪声特性。根据长波红外焦平面4个线阵的设计特点,提出了两种最佳成像探元选择方法,即基于信噪比最大化和响应信号固定图形噪声最小化的方法。测量并分析了这两种最佳成像探元组合线阵的温度探测灵敏度,均优于任务要求,平均水平达到了50~60 mK@300 K。评估了星上黑体参考标准的精度,星上黑体标称亮温比真实亮温偏低约0.42 K@300 K,该结果对黑体的在轨应用具有重要参考意义。

摘要：低温应用的大功率器件需要设计高冷却效率的液冷室结构。采用计算流体动力学(CFD)方法模拟了以液氮-氮气两相流为制冷剂的空腔结构、微通道结构和扰流柱结构的流动与传热过程。结果表明,相比于空腔结构和微槽道结构,扰流柱结构具有较好的换热能力。圆形扰流柱易发展45°方向支流,而方形扰流柱结构有利于垂直方向流速均匀化。相较于平行排布,扰流柱交错排列时圆形和方形扰流柱结构中流速分布更为均匀。对比对流换热系数发现,交错排布优于平行排布,方形扰流柱优于圆形扰流柱。换热效果最好的结构为交错排布的2 mm方形扰流柱,对流换热系数为4223 W/(m^(2)·K),较空腔结构提高125.83%。采用上述结构进行测试验证,在107.6 W加热功率工况下冷头测温点温度与相同功率下仿真结果有较好的对应性。

摘要：HTS(Heat Transfer Salt)熔盐高温试验回路中球床传热实验装置旨在研究熔盐与燃料球的传热特性,其 中的石墨球床区域采用中频感应加热提供内部热源,模拟燃料球在堆芯内的释热。为了得到更好的加热效果, 采用有限元方法对实验装置的电磁感应加热进行了数值模拟,通过分析实验装置不同石墨球数量和线圈参数 情况下涡流功率的分布,得到不同设计参数对电磁感应加热性能的影响规律,并与实验结果进行了对比。模拟 结果表明,线圈边缘附近的石墨球涡流功率明显偏小,加热器感应线圈导线截面积为 40 mm2、绕制匝数为 31 匝 时加热效果可以满足实验需求,当前实验金属密封结构与线圈的距离较近容易产生涡流功率,造成功率损失。 与实验数据对比分析表明,在考虑实验中装置漏热的情况下,数值模拟能够较好地预测实验工况内的结果,并 对当前实验装置的优化提出了意见。研究结果为使用电磁感应加热相关的实验研究提供了设计参考。

摘要：高性能的加速器对运行的可靠性和稳定性提出了更高的要求,而加速器庞大的设备数量、极高的设备精度及性能导致对外部干扰非常敏感。为实现加速器长期、高效、可靠的运行,故障快速定位、诊断和恢复对现代加速器控制系统至关重要。目前,在加速器运行过程中,常规保存的历史数据可以判断和处理大部分一般故障。但对于类似高频、束测元件等快电子学引发的瞬态故障,由于常规方式保存的历史数据时间粒度不够,导致无法对这类快速故障过程进行有效分析。因此,有必要通过技术手段完整地记录故障发生时刻前后一段时间设备的状态及参数,保存高真实的现场“快照”。本文设计了一种基于高时间相关性和高时间分辨率的加速器故障分析系统,并进行了样机实现。该样机基于事件定时系统实现了同步精度好于16 ns的全局时间戳,采用同步触发的方式进行数据获取,并利用EPICS 7的规范类型进行数据组装和发布。样机实验结果表明,利用获取到的高精度时间数据,可区分不同设备发生故障的先后顺序,验证了故障分析系统的可行性。

摘要：实心圆柱式超高速永磁电机转子线速度大、损耗密度高,其设计受到多物理场约束。针对上述问题,建立了圆柱永磁转子的应力解析模型,能够考虑离心应力、热应力和过盈配合的共同作用计算转子应力以及合金护套的最小厚度。提出了计及涡流效应的电枢反应解析模型,分析转子涡流损耗及其分布。基于应力模型,分析装配奥氏体不锈钢护套时转子在特定热态温升下的极限转速,并将转子涡流损耗代入有限元软件计算转子温升。结合应力分析和温升计算,分析转子在该热态温升下的极限功率以及对应的控制策略,实现转子的极限设计。将以上模型和分析方法用于一台40 kW、60 000 r/min超高速永磁电机的设计,并制造样机用于超临界二氧化碳发电。有限元仿真和样机实验结果验证了模型的准确性和设计的有效性。

摘要：针对航空高速永磁(PM)发电机设计受到多物理场约束以及Halbach阵列磁体内部存在低磁密区域的问题,建立基于任意磁导率转子轭的Halbach磁体通用电磁解析模型,使用模型分析低磁密区域形成机理及影响因素,评估不同工况下磁体的退磁情况,并提出满足高速电机约束的改进措施。使用场路耦合有限元法(FEA)分析转子涡流损耗,结合解析模型和电机温升计算优化磁体分段以及选择控制器类型,实现磁体的综合设计。将模型和分析方法用于一台300 kW、30 000 r/min高速永磁发电机的设计,制造样机并进行T型三电平变流器控制下的发电实验。样机实验和FEA仿真结果验证了模型的精度以及设计的有效性,为Halbach阵列磁体在航空高速永磁发电机中的应用提供了一定的参考。